Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Modelowanie przestrzenne w leśnictwie

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: L.1s.MOD.SM.LLLLZ
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Modelowanie przestrzenne w leśnictwie
Jednostka: Katedra Zarządzania Zasobami Leśnymi
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 3.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Pełny opis:

Wykłady 14 godz.

Tematyka zajęć "Definicja numerycznych modeli wysokościowych: NMT (DTM), NMPT (DSM), zNMPT (nDSM). Źródła danych i metody generowania modeli aproksymujących przebieg terenu (gruntu) oraz obiektów 3D (domy, drzewa).

Pomiary naziemne (tachimetria, GNSS, naziemne skanowanie laserowe (ang. TLS), mobilne skanowanie laserowe (MLS), fotogrametria naziemna, przetwarzanie danych z PZGiK – mapy hipsometryczne (rzeźba; automatyzacja procesu). Zdalne metody: fotogrametria lotnicza (kamery cyfrowe, stereomatching - SfM; dopasowanie obrazów), lotnicze skanowanie laserowe (ang. Airborne Laser Scanning) – chmura punktów 3D, filtracja danych, generowanie klas i modeli, produkty przetwarzania; zobrazowania satelitarne w trybie stereo (VHRS); altimetria z użyciem lasera - laserowe skanowanie satelitarne (ang. SSL- GEDI); sensory radarowe; interferometria radarowa (TerraSarX, TanDEM- X). Projekt ISOK – nowe dane referencyjne dla modeli wysokościowych dla Polski.

Metody wizualizacji rzeźby terenu (mapy hipsometryczne, cieniowanie reliefu – ang. hillshade, modele 2,5D oraz 3D). Model warstwicowy, model TIN: diagramy Vornoi (Thiessena). Edycja modelu TIN: linie szkieletowe, nieciągłości, pikiety (ang. mass points), linie ograniczające interpolację. Model rastrowy - struktura i właściwości NMT w postaci GRID Esri. Modele globalne: ASTER Global DEM, SRTM i inne – dokładność i dostępność, charakterystyka modeli.

Analizy przestrzenne GIS na rastrowym modelu danych. Struktura danych typy GRID. Wizualizacja rastra, VAT, edycja histogramu, progowanie. Struktura obrazów rastrowych (ortofotomap satelitarnych i lotniczych, wielospektralnych danych): GeoTIFF oraz TFW, wartości pikseli w kanałach spektralnych. Analizy rastrowe: funkcje lokalne (reklasyfikacja, cross-tabulacja, statystyki, algebra map). Funkcje sąsiedztwa: focal statistic i block statistic. Grupowanie graniczących pikseli w regiony. Strefowanie pikseli (ang. zones) . Geometria dla stref (ang. zonal geometry). Funkcje globalne – analizy odległości (dystansu i alokacji i kierunku Euklidesowego)."

"Geostatystyka. Interpolacja danych przestrzennych (funkcje nieliniowe; metody opróbowania terenu badań: metoda regularna, losowa, losowa stratyfikacyjna, preferencyjna, izoliniowa itp.). Algorytmy interpolacyjne w oprogramowaniu ArcGIS (Esri) oraz QGIS.

Analizy morfometryczne oraz modelowanie hydrologiczne. Atrybuty topograficzne podstawowe i wtórne. Algorytmy - zasada działania dla określania wartości pikseli, analizy spadku, ekspozycji, krzywizny planarnej stoku (konwergencja, dywergencja) oraz wertykalnej. Indeksy: Topograficzny Indeks Wilgotności (TWI), Indeks Siły Spływu ( SPI); Współczynnik zdolności transportowania osadu (LS), model zagrożenia gleb erozją(R USLE); solar radiation – SRAD. Modelowanie hydrologiczne GIS: założenia modelowania, zapotrzebowanie na mapy zagrożenia powodziowego, dane. Przygotowanie procesu modelowania, edycja danych i modeli NMT, kierunki spływu (ang. flow direction), algorytm D8, Rho8. Mapa akumulacji (ang. flow accumulation) i segmentacji cieków.

Mapa zlewni – aplikacja Arc Hydro Tools. Części wód. Dyrektywa Wodna, Dyrektywa Powodziowa. Projekt ISOK - dane referencyjne.

Teledetekcja lotnicza i satelitarna. Podstawy rejestracji, promieniowanie elektromagnetyczne – właściwości, kanały spektralne, rozdzielczości, okno atmosferyczne, krzywa spektrostrefowa, barwa - kodowanie.

Przetwarzanie i klasyfikacja obrazów teledetekcyjnych. Typy klasyfikacji: pikselowa (podstawowe algorytmy klasyfikacji nadzorowane j i nienadzorowanej) i obiektowa analiza obrazu (GEOBIA). Analizy wielo-czasowe zmian pokrycia terenu (ang. change detection) – CORINE Land Cover – projekty UE . Rejestracja i georeferencja obrazów. Charakterystyka sensorów optycznych i mikrofalowych (TanDEM X). Wysokorozdzielcze systemy obrazowania satelitarnego; WorldView -1 , WV-2, WV-3 oraz WV-4 +( IKONS , QuickBird), GeoEye-1, Pleiades, RapdiEye, SPOT5, EROS, KOMPSAT-2, Planet Scope i inne . Aplikacje środowiskowe. Obrazowanie hiperspektralne (AISA). Wskaźniki roślinności ( NDVI, NDRE). Bezzałogowe Statki/Platformy Powietrzne ( UAV) - przykłady zastosowań w leśnictwie i ochronie przyrody.

Internet GIS. Dyrektywa INSPIRE. Ustawa o Infrastrukturze Informacji Przestrzennej (SDI). Serwisy, normy ISO, standardy. Metadane. Geoportal.gov.pl – funkcjonalność, interoperacyjność, serwisy i usługi."

"Przykłady serwisów mapowych WMS i WFS w Polsce i na świecie z zakresu środowiska. Uruchamianie serwisów w oprogramowaniu GIS Desktop. Bank Danych o Lasach. SILPWeb.

Definicja numerycznych modeli wysokościowych: NMT (DTM), NMPT (DSM), zNMPT (nDSM) . Źródła danych i metody generowania modeli aproksymujących przebieg terenu (gruntu) oraz obiektów 3D (domy, drzewa).

Pomiary naziemne (tachimetria, GNSS, naziemne skanowanie laserowe (ang. TLS), mobilne skanowanie laserowe (MMS), fotogrametria naziemna, przetwarzanie danych z PZGiK – mapy hipsometryczne (rzeźba; automatyzacja procesu). Zdalne metody: fotogrametria lotnicza (kamery cyfrowe, stereomatching - SfM), lotnicze skanowanie laserowe (ang. Airborne Laser Scanning) – chmura punktów 3D, filtracja danych, generowanie klas i modeli, produkty przetwarzania; zobrazowania satelitarne w trybie stereo (VHRS); altymetria z użyciem lasera - laserowe skanowanie satelitarne (ang. SSL); sensory radarowe; interferometria radarowa (TerraSarX, TanDEM- X). Projekt ISOK – nowe dane referencyjne dla modeli wysokościowych dla Polski."

Ćwiczenia laboratoryjne 14 godz.

Tematyka zajęć "Pozyskanie danych z zakresu NMT. Analiza jakości modeli pozyskiwanych z różnych źródeł: mapy topograficzne, modele TIN/GRID, LPIS 2001-03, misja SRTM (ITED) oraz LiDAR ALS (DTM, DSM).

Analizy przestrzenne GIS typu 3D bazujące na modelach: NMT oraz NMPT. Analiza spadków, ekspozycji, widoczności i objętości. Wizualizacje - profile terenu, przekroje. Reklasyfikacja danych rastrowych.

Wprowadzenie do teledetekcji satelitarnej. Pozyskanie danych satelitarnych, metody wyszukiwania danych, zamawiania, pozyskiwania. Analiza histogramów, krzywych spektralnych dla pól treningowych

Klasyfikacja nadzorowana zobrazowań teledetekcyjnych LANDSAT, Sentinel-2. Pola treningowe - AOI. Algorytmy klasyfikacyjne.

Analiza zmian w krajobrazie. Kartowanie klasy pokrycia terenu LULC – pozyskanie danych tematycznych z map topograficznych oraz z baz danych programu CORINE LC (EEA). Ocena możliwości wykorzystania danych teledetekcyjnych w ochronie przyrody."

Literatura:

Podstawowa "1. Będkowski K. 2011. Las w rastrowym modelu danych przestrzennych. 2011

2. Clevers J. 2000. RS – Digital Lectures http://www.geoinformatie.nl/courses/ grs20306/lectures/introduction.htm

3.Kędzierski M. 2016. Zobrazowania satelitarne. Zastosowanie w fotosceneriach symulatorów lotniczych. WAT"

Uzupełniająca "1. Bujakiewicz A., Preuss R. 2016. Wieloźródłowe dane fotogrametryczne do tworzenia 3D modeli miast. Politechnika Koszalińska

2. Sitek Z. 1997. Wprowadzenie do teledetekcji lotniczej i satelitarnej. AGH – Kraków

3. Longley P. A., Goodchild M. F., Maguire D. J., Rhind D. W., 2006. GIS. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa"

Efekty uczenia się:

WIEDZA - zna i rozumie:

LES_MPL_W1 numeryczne modele wysokościowe: NMT, NMPT oraz z NMPT. Zna źródła geodanych wysokościowych (np. pzgik, USGS, Copernicus i inne) i metody generowania modeli do aproksymacji przebiegu terenu i innych obiektów (np. okapu drzewostanu - MKD). Jest w stanie scharakteryzować metody wizualizacji rzeźby terenu. Zna charakterystykę modeli: punktowego, warstwicowego, TIN oraz rastrowego (GRID). Jest w stanie opisać modele globalne: ASTER Global DEM, SRTM, TerraSARX i inne – oraz ich dokładność i dostępność, a także charakterystyki dokładnościowe. LES2_W01 LES2_W02 LES2_W03 RL

LES_MPL_W2 analizy przestrzenne GIS na rastrowym modelu danych. Zna strukturę danych typu GRID, umie prowadzić analizy rastrowe, grupowania graniczących pikseli w regiony, strefowania pikseli (ang. zones), geometrii dla stref (ang. zonal geometry), funkcje globalne – analizy odległości. Zna pojęcia z zakresu geostatystyki, tj. wybrane algorytmy interpolacyjne stosowane do danych przestrzennych. Zna metodykę tworzenia map pokrycia i użytkowania terenu w projekcie CORINE (EEA) oraz klasy LULC dla obszaru Polski. LES2_W01 LES2_W02 LES2_W03 RL

LES_MPL_W3 "tematykę teledetekcji lotniczej i satelitarnej, tj. - podstawy rejestracji, promieniowanie elektromagnetyczne – właściwości, kanały spektralne, rozdzielczości, okna atmosferyczne, krzywą spektrostrefową, kodowanie. Charakteryzuje problematykę przetwarzania i klasyfikacji obrazów teledetekcyjnych. Zna typy klasyfikacji: pikselowa (podstawowe algorytmy klasyfikacji nadzorowane j i nienadzorowanej) i obiektową analiza obrazu (GEOBIA). Analizy wielo-czasowe zmian pokrycia terenu (ang. change detection) na bazie projektu CORINE Land Cover (Copernicus)

Rejestracja i georeferencja obrazów. Charakterystyka sensorów optycznych i mikrofalowych (TanDEM X). Wysokorozdzielcze systemy obrazowania satelitarnego; WorldView -1, -2, -3 oraz (IKONOS-2, QuickBird), GeoEye-1, Pleiades i NeoPleiades, RapdiEye, SPOT5, EROS, KOMPSAT-2, Planet Scope Dove, Sattelogic i inne. Aplikacje środowiskowe danych teledetekcyjncyh. Obrazowanie hiperspektralne oraz wykorzystanie wskaźnikó roślinności (np. NDVI, NDRE) w monitorowaniu środowiska. Bezzałogowe Statki Powietrzne (BSP) - przykłady zastosowań modelowania 3D w leśnictwie i ochronie przyrody." LES2_W01 LES2_W02 LES2_W03 RL

UMIEJĘTNOŚCI - potrafi:

LES_MPL_U1 generować Numeryczny Model Terenu. Analizuje jakość NMT pozyskanych z równych źródeł: mapy topograficzne (kalibracja, wektoryzacja), LPIS 2001-03, SRTM , ASTER oraz LIDAR (DTM, DSM). LES2_U01 LES2_U02 LES2_U04 LES2_U05 LES2_U06 RL

LES_MPL_U2 wykonywać analizy przestrzenne 3D bazujące na NMT oraz NMPT- analizy spadków, ekspozycji, objętości oraz wizualizacje w postaci przekrojów, profili terenu. Wskazuje możliwości wykorzystania analiz przestrzennych 3D w gospodarce leśnej i ochronie środowiska. LES2_U01 LES2_U02 LES2_U04 LES2_U05 LES2_U07 RL

LES_MPL_U3 wyszukać i pozyskać dane satelitarne. Potrafi wykonać analizy histogramów, krzywych spektralnych dla pól treningowych. Dokonuje klasyfikacji zobrazowań teledetekcyjnych z zastosowaniem rożnych algorytmów klasyfikacyjnych. Potrafi ocenić wyniki klasyfikacji. Wskazuje możliwości wykorzystania danych teledetekcyjnych w ocenie i ochronie zasobów leśnych. LES2_U01 LES2_U02 LES2_U04 LES2_U05 LES2_U08 RL

LES_MPL_U4 analizować zmiany w krajobrazie i ich możliwy wpływ na gospodarkę leśną i środowisko. Potrafi pozyskać informacje z zakresu kategorii pokrycia terenu – pozyskanie danych tematycznych z map topograficznych, z programu CORINE LC. LES2_U01 LES2_U02 LES2_U04 LES2_U05 LES2_U09 RL

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - jest gotów do:

LES_MPL_K1 krytycznej oceny i dyskusji wartości poznawczej i praktycznej współczesnej wiedzy oraz krytycznej oceny siebie, zespołów, w których pracuje LES2_K01 LES2_K02 RL

Metody i kryteria oceniania:

Sposoby weryfikacji oraz zasady i kryteria oceny

wykłąd.Test wielokrotnego wyboru (minimum 60% poprawnych odpowiedzi w celu uzyskania oceny 3.0); udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 60%

cwl. "Przygotowanie indywidualnego projektu, sprawdzian umiejętności- wykonanie zadania praktycznego i demonstracja praktycznych umiejętności

Udział oceny z zaliczenia ćwiczeń projektowych w ocenie końcowej wynosi 40%."

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2022/2023" (zakończony)

Okres: 2023-02-27 - 2023-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia laboratoryjne, 14 godzin więcej informacji
Wykład, 14 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Wężyk
Prowadzący grup: Paweł Hawryło, Marta Szostak, Piotr Wężyk
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/2024" (w trakcie)

Okres: 2024-02-26 - 2024-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia laboratoryjne, 14 godzin więcej informacji
Wykład, 14 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Wężyk
Prowadzący grup: Paweł Hawryło, Marta Szostak, Piotr Wężyk
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0-1 (2024-04-02)